内容正文:
丽江市第二中学2024-2025学年高三上学期9月月考
物理试卷
一、单选题(本大题共8小题)
1. 小明同学站在河岸边先后由静止释放两个小石子,石子先后落入水面。假设两个小石子在空中运动时的速度差恒为4m/s,不计空气阻力,重力加速度大小为,则两个小石子先后释放的时间差为( )
A. 0.4s B. 0.3s C. 0.2s D. 0.1s
【答案】A
【解析】
【详解】根据
可得
故选A。
2. 如图所示,风景秀丽的平直公路两旁种植着间距相等的树木,一辆汽车沿该公路行驶,遇到危险时刹车做匀减速直线运动,公路上的摄像机每隔相同的时间拍下了汽车的位置分别处在A、B、C处,则可推断汽车最终( )
A. 停在E处 B. 停在F处 C. 停在EF之间 D. 停在F右侧
【答案】D
【解析】
【详解】设相邻两颗树间距为d,则根据
可得
经过B点时的速度
则从B点开始到停止运动的距离
可知汽车最终停在F右侧。
故选D。
3. 我国游泳运动员潘展乐在2024年巴黎奥运会男子100米自由泳决赛中赢得冠军,决赛中潘展乐在 50米长的泳池中游一个来回,前50米用时22.28秒,后50米用时24.12秒,总成绩为46.40秒,打破世界纪录。下列说法正确的是( )
A. “100米”指的是位移大小
B. “46秒40”表示时刻
C. 潘展乐前50米的平均速度小于后50米的平均速度
D. 研究潘展乐的划水及触壁转身动作时不能将他看作质点
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题知,决赛中潘展乐在 50米长的泳池中游一个来回,故“100米”指的是路程,位移大小为零,故A错误;
B.“46秒40”表示时间间隔,故B错误;
C.根据
由题知,潘展乐前50米所用的时间小于后50米所用的时间,故潘展乐前50米的平均速度大于后50米的平均速度,故C错误;
D.研究潘展乐的技术动作时,其体形不可以忽略不计,不能将他看成质点,故D正确。
故选D。
4. 每次看到五星红旗冉冉升起,我们都会感到无比的自豪和骄傲,在两次升旗仪式的训练中,第一次国旗运动的图像如图中实线所示,第二次国旗在开始阶段加速度较小,但跟第一次一样,仍能在歌声结束时到达旗杆顶端,其运动的图像如图中虚线所示,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.两次训练,国旗上升的高度相等,所以图像围成的面积相等,A错误;
B.两次训练,升旗时间相等,B错误;
CD.第二次开始阶段加速度较小,虚线刚开始斜率较小,C正确,D错误。
故选C。
5. 足球运动有“世界第一运动”的美誉,是全球体育界最具影响力的单项体育运动。如图所示为四种与足球有关的情景,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,静止在草地上的足球受到的支持力就是它的重力
B. 乙图中,静止在光滑水平地面上且相互接触的两个足球会受到相互作用的弹力
C. 丙图中,踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到3个力的作用
D. 丁图中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变而产生的
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图中,静止在草地上的足球受到的支持力与重力不是同种性质的力,所以支持力不是重力,故A错误;
B.乙图中,若静止在光滑水平地面上且相互接触的两个足球没有挤压(弹性形变),不受相互作用的弹力,故B错误;
C.丙图中,踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能发生弹性形变,则受到重力、支持力和人脚的压力3个力的作用,故C正确;
D.丁图中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变而产生的,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动,金星自身的半径是火星的n倍,质量为火星的k倍,不考虑行星自转的影响,则
A. 金星表面的重力加速度是火星的
B. 金星的第一宇宙速度是火星的
C. 金星绕太阳运动的加速度比火星小
D. 金星绕太阳运动的周期比火星大
【答案】B
【解析】
【详解】有黄金代换公式GM=gR2可知g=GM/R2,所以 故A错误,
由万有引力提供近地卫星做匀速圆周运动的向心力可知解得
,所以 故B正确;
由 可知轨道越高,则加速度越小,故C错;
由 可知轨道越高,则周期越大,故D错;
综上所述本题答案是:B
【点睛】结合黄金代换求出星球表面的重力加速度,并利用万有引力提供向心力比较运动中的加速度及周期的大小.
7. 物理学中有一些经典实验通过巧妙的设计使用简单的器材揭示了深刻的物理本质。伽利略的斜面实验揭示了匀变速直线运动规律。某同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验。如图甲所示,他让一小球从固定斜面顶端O处静止释放,小球经过A处到达斜面底端B处,通过A、B两处安装传感器测出A、B间的距离x及小球在AB段运动的时间t。改变A点及A处传感器的位置,重复多次实验,记录多组x和t,作图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 小球在AB间做匀减速直线运动
B. 小球在斜面上运动的加速度大小为
C. 小球从O点运动到B点的时间为2s
D. 小球运动到B点的速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球在斜面上静止释放,做匀加速直线运动,故A错误;
BD.由匀变速直线运动规律有
可得
由题图乙知,小球运动到斜面底端时速度大小为
小球在斜面上运动的加速度大小为
故BD错误;
C.由可得,小球在斜面上运动的时间为
故C正确。
故选C。
8. 如图所示,在粗糙水平木板上放一个物块,使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,ab为水平直径,cd为竖直直径,在运动中木板始终保持水平,物块相对于木板始终静止,则( )
A. 物块始终受到三个力作用
B. 物块受到的合外力始终指向圆心
C. 在c、d两个位置,物块所受支持力N相同,摩擦力f为零
D. 在a、b两个位置,物块所受摩擦力提供向心力,支持力
【答案】B
【解析】
【详解】A.物块在最高点c和最低点d均受重力和支持力两个力作用,两个力的合力提供向心力,故A错误;
B.物块做匀速圆周运动,合外力提供向心力,可知合外力始终指向圆心,故B正确;
C.在最高点和最低点,摩擦力是零,重力和支持力的合力提供向心力,在位置c,根据牛顿第二定律得
所以
在位置d,根据牛顿第二定律得
所以
C错误;
D.在a、b两个位置,重力和支持力平衡,即,物块所受静摩擦力提供向心力,故D错误。
故选B。
二、多选题(本大题共3小题)
9. 甲、乙两车在同一平直公路上同向运动。甲车从静止开始运动,其位置随时间满足二次函数关系,乙车的图像为过原点的倾斜直线,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在时刻两车的速度大小相等
B. 时间内,两车走过的路程相等
C. 时间内,两车的平均速度相等
D. 甲车的加速度大小为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.位移一时间图像的斜率表示物体运动的速度,由图可知,在时刻两图像的斜率不相等,即在时刻两车的速度大小不相等,A错误;
B.在0时刻,乙车的位置坐标为0,甲车在乙车的前方,时刻两车的位置坐标相同,故时间内,甲车走过的路程小于乙车走过的路程,B错误;
C.时间内,两车的位移相同,平均速度相等,C正确;
D.甲车做匀加速直线运动,则有
则甲车的加速度大小
D正确。
故选CD。
10. 如图所示,水平面内固定有电阻可忽略且足够长的光滑“凸”形金属导轨,左侧宽度为L1,右侧宽度为L2,且L1=2L2,有两根材料相同,质量均为m的导体格垂直两平行导轨静止放置,在垂直于导轨平面内有匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直轨道平面向外。现给导体棒II一初速度v0,使其沿水平方向开始运动直至达到稳定状态,整个过程导体棒I一直在左侧导轨部分,下列说法正确的是( )
A. 导体棒I达到稳定状态时速度为 B. 导体棒I达到稳定状态时速度为
C. 整个过程中通过导体棒II的电荷量为 D. 整个过程中导体棒II上产生的焦耳热为
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.达到稳定状态时电流为零,此时导体棒Ⅰ的速度为,导体棒Ⅱ的速度为,则有
解得
设过程中通过导体棒的平均电流为I,对导体棒Ⅰ根据动量定理可得
对导体棒Ⅱ根据动量定理可得
则
解得
,
所以导体棒Ⅰ达到稳定状态时速度为,故B正确,A错误;
C.对导体棒Ⅱ根据动量定理可得
其中,则整个过程中通过导体棒Ⅱ的电荷量为
故C正确;
D.整个过程中系统产生的焦耳热
两个导体棒材料相同,质量相同,则体积相同,横截面积之比为1∶2,由电阻定律可知电阻之比为4∶1,导体棒Ⅱ上产生的焦耳热为
故D正确。
故选BCD。
11. 如图所示,固定斜面的倾角,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点,用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮左侧绳子与斜面平行,A的质量是B的质量2倍,初始时物体A到C点的距离,现给A、B一初速度,使A开始沿斜面向下运动,B向上运动,物体A向下运动刚到C点时的速度大小,物体A将弹簧压缩到最短后,物体A又恰好能弹回到C点。已知弹簧的最大弹性势能为6J,重力加速度,不计空气阻力,整个过程中轻绳始终处于伸直状态。则( )
A. 物体A与斜面之间的动摩擦因数
B. 物体A向下运动到C点的过程中,A的重力势能转化为B的重力势能
C. 弹簧的最大压缩量
D. B的质量为2kg
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.设的质量为,在物体向下运动刚到 点的过程中,对组成的系统应用能量守恒定律可得
得
A正确;
B.物体向下运动到 点的过程中,的重力势能及的动能都减小,转化为的重力势能和摩擦生热,B错误;
C.对组成的系统分析,在物体从 点压缩弹簧至将弹簧压缩到最大压缩量,又恰好返回到 点的过程中,系统动能的减少量等于因摩擦产生的热量,即
其中为弹簧的最大压缩量,得
C正确;
D.从 点到弹簧最大压缩量过程中由能量守恒定律可得
得的质量为
D正确。
故选ACD。
三、实验题(本大题共2小题)
12. 某同学用如图所示的实验装置验证动量定理,所用器材包括:气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。实验步骤如下:
(1)开动气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________时,可认为气垫导轨水平;
(2)用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块(含遮光片)的质量m2;
(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接,并让细线水平拉动滑块;
(4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动,和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间、及遮光片从A运动到B所用的时间t12;
(5)在遮光片随滑块从A运动到B的过程中,如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力,拉力冲量的大小I=________,滑块动量改变量的大小Δp=________;(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)
(6)某次测量得到的一组数据为:d=1.000cm,m1=1.5010-2kg,m2=0.400kg,=3.90010-2s,=1.27010-2s,t12=1.50s,取g=9.80m/s2。计算可得I=________N·s,Δp=____kg·m·s-1。(结果均保留3位有效数字)
【答案】 ①. 大约相等 ②. m1gt12 ③. ④. 0.221 ⑤. 0.212
【解析】
【详解】(1)[1]由题意知,当经过A、B两个光电门大约时间相等时,速度近似相等,可以认为导轨是水平的;
(5)[2][3]由冲量公式
I=Ft
知
由动量变化量公式
知
(6)[4][5]代入数值知,冲量
动量改变量
13. 如图1所示某种风力发电装置,如图2所示为简化原理图,两线圈与磁铁共轴,薄膜以原点O建立竖直向上x轴,线圈与磁铁相距均为,当风力作用时薄膜带动磁铁在竖直方向上下振动时,振动的最高点与最低点到O的距离均为A。已知线圈的匝数为n、横截面积为S;磁铁中轴线上各点磁感应强度B的大小与该点到磁铁中心距离x的关系如图3所示,图中、、为已知量,忽略线圈的长度,线圈内各处磁感应强度的竖直分量近似等于线圈中心位置的磁感应强度大小。负载电阻R的e端与上线圈的a端连接,f端与下线圈的某端连接,使两线圈作为电源处于串联状态。不计线圈电阻和自感互感的影响,重力加速度为g。
(1)上线圈的b端应与下线圈的哪一端连接?(选“c端”或“d端”)
(2)若磁铁从O点向上运动到最高处所用的时间为,则向上运动过程中上线圈产生的平均电动势多大?
(3)在磁铁从O点向上运动到最高处的过程中,求通过电阻R的电荷量;
(4)图3中随磁感应强度B的变化关系式为(其中k为未知常数),当磁铁以速率经平衡位置向上运动时,求此时负载电阻R的电功率。(若a远大于b则可认为)
【答案】(1)端;(2);(3);(4)
【解析】
【详解】(1)根据右手定则可知上线圈的端应与下线圈的端连接;
(2)(3)设上线圈产生感应电动势,设下线圈产生感应电动势,由法拉第电磁感应定律
设回路总电动势为 ,由两电源串联
设问路电流为,由闭合回路欧姆定律
设通过电阻 的电荷量为,则
(4)由题意可知
可得
设磁铁经平衡位置向上位移,所用时间,上线圈产生感应电动势,则
化简得
设下线圈产生感应电动势,由上同理可得
设回路电动势为 ,则
设负载电阻 的电功率为 ,则
四、解答题(本大题共3小题)
14. 一跳伞运动员进行跳伞训练,运动员及其装备总质量为m,t=0时刻从悬停在水平地面上方的直升机上跳下,由静止开始竖直下落,t=4s时刻开启降落伞,开启降落伞前后阻力f的大小随时间t变化的图像如图所示,运动员速度减为零时恰好到达地面。取,运动员及其装备可视为质点。求:
(1)运动员从飞机上跳下到落地的总时间;
(2)直升机距离地面的高度。
【答案】(1)20s;(2)320m
【解析】
【详解】(1)开启降落伞前,根据牛顿第二定律有
解得
4s末的速度
解得
开启降落伞后,根据牛顿第二定律有
根据动力学公式
总时间
解得
(2)0~4s内的位移
降落伞打开以后
总位移
解得
15. 2024年7月31日,中国选手邓雅文在巴黎奥运会女子自由式小轮车公园赛决赛中夺得冠军。如图所示,某次翻越“山脊”过程中,自由式小轮车运动员以v0=10m/s的速度从“山脊”左侧A点飞出,飞出时速度与水平方向夹角为θ=53°,运动到最高点后落在“山脊”右侧B点。已知A、B两点间的高度差为h=1.8m,自由式小轮车及运动员可视为质点,取重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,空气阻力不计,求:
(1)运动员运动到最高点时的速度大小;
(2)运动员从A点运动到B点的时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
运动员运动到最高点时,竖直方向的分速度为零,由速度分解得
解得运动员运动到最高点时的速度大小为
【小问2详解】
在A点由速度分解得
运动员从A点运动到B点的过程中,取竖直向下为正方向,在竖直方向由匀变速直线运动的规律得
解得
16. 如图所示,半径为r且光滑绝缘的四分之一圆弧细杆AB,在竖直平面内被固定在天花板上,A是最高点,最低点B的切线水平,B点与水平地面的高度差为r;一质量为m带电量为的小球(视为质点)套在细杆上,从A点由静止开始在水平向左的匀强电场力的作用下沿着杆向下运动,最后落到地面的C点(图中未画出),匀强电场的强度为,离开B点后不再受到电场力的作用,重力加速度为g,求:
(1)小球刚到达B点时,细杆对小球的弹力;
(2)A、C两点间的距离。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)小球由A点到B点,由动能定理可得
又
解得
在B点,细杆对小球弹力与小球的重力的合力充当向心力,由牛顿第二定律可得
解得
(2)小球从B点到C点做平抛运动,设运动时间为t,则有
,
解得
由几何关系A、C两点间的距离为
代入数据可得
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丽江市第二中学2024-2025学年高三上学期9月月考
物理试卷
一、单选题(本大题共8小题)
1. 小明同学站在河岸边先后由静止释放两个小石子,石子先后落入水面。假设两个小石子在空中运动时的速度差恒为4m/s,不计空气阻力,重力加速度大小为,则两个小石子先后释放的时间差为( )
A. 0.4s B. 0.3s C. 0.2s D. 0.1s
2. 如图所示,风景秀丽的平直公路两旁种植着间距相等的树木,一辆汽车沿该公路行驶,遇到危险时刹车做匀减速直线运动,公路上的摄像机每隔相同的时间拍下了汽车的位置分别处在A、B、C处,则可推断汽车最终( )
A. 停在E处 B. 停在F处 C. 停在EF之间 D. 停在F右侧
3. 我国游泳运动员潘展乐在2024年巴黎奥运会男子100米自由泳决赛中赢得冠军,决赛中潘展乐在 50米长的泳池中游一个来回,前50米用时22.28秒,后50米用时24.12秒,总成绩为46.40秒,打破世界纪录。下列说法正确的是( )
A. “100米”指的是位移大小
B. “46秒40”表示时刻
C. 潘展乐前50米的平均速度小于后50米的平均速度
D. 研究潘展乐的划水及触壁转身动作时不能将他看作质点
4. 每次看到五星红旗冉冉升起,我们都会感到无比的自豪和骄傲,在两次升旗仪式的训练中,第一次国旗运动的图像如图中实线所示,第二次国旗在开始阶段加速度较小,但跟第一次一样,仍能在歌声结束时到达旗杆顶端,其运动的图像如图中虚线所示,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
5. 足球运动有“世界第一运动”的美誉,是全球体育界最具影响力的单项体育运动。如图所示为四种与足球有关的情景,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,静止在草地上的足球受到的支持力就是它的重力
B. 乙图中,静止在光滑水平地面上且相互接触的两个足球会受到相互作用的弹力
C. 丙图中,踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到3个力的作用
D. 丁图中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变而产生的
6. 如图所示,设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动,金星自身的半径是火星的n倍,质量为火星的k倍,不考虑行星自转的影响,则
A. 金星表面的重力加速度是火星的
B. 金星的第一宇宙速度是火星的
C. 金星绕太阳运动的加速度比火星小
D. 金星绕太阳运动的周期比火星大
7. 物理学中有一些经典实验通过巧妙的设计使用简单的器材揭示了深刻的物理本质。伽利略的斜面实验揭示了匀变速直线运动规律。某同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验。如图甲所示,他让一小球从固定斜面顶端O处静止释放,小球经过A处到达斜面底端B处,通过A、B两处安装传感器测出A、B间的距离x及小球在AB段运动的时间t。改变A点及A处传感器的位置,重复多次实验,记录多组x和t,作图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 小球在AB间做匀减速直线运动
B. 小球在斜面上运动的加速度大小为
C. 小球从O点运动到B点的时间为2s
D. 小球运动到B点的速度大小为
8. 如图所示,在粗糙水平木板上放一个物块,使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,ab为水平直径,cd为竖直直径,在运动中木板始终保持水平,物块相对于木板始终静止,则( )
A. 物块始终受到三个力作用
B. 物块受到的合外力始终指向圆心
C. 在c、d两个位置,物块所受支持力N相同,摩擦力f为零
D. 在a、b两个位置,物块所受摩擦力提供向心力,支持力
二、多选题(本大题共3小题)
9. 甲、乙两车在同一平直公路上同向运动。甲车从静止开始运动,其位置随时间 满足二次函数关系,乙车的图像为过原点的倾斜直线,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在时刻两车的速度大小相等
B. 时间内,两车走过的路程相等
C. 时间内,两车的平均速度相等
D. 甲车的加速度大小为
10. 如图所示,水平面内固定有电阻可忽略且足够长的光滑“凸”形金属导轨,左侧宽度为L1,右侧宽度为L2,且L1=2L2,有两根材料相同,质量均为m的导体格垂直两平行导轨静止放置,在垂直于导轨平面内有匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直轨道平面向外。现给导体棒II一初速度v0,使其沿水平方向开始运动直至达到稳定状态,整个过程导体棒I一直在左侧导轨部分,下列说法正确的是( )
A. 导体棒I达到稳定状态时速度为 B. 导体棒I达到稳定状态时速度为
C. 整个过程中通过导体棒II的电荷量为 D. 整个过程中导体棒II上产生的焦耳热为
11. 如图所示,固定斜面的倾角,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点,用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮左侧绳子与斜面平行,A的质量是B的质量2倍,初始时物体A到C点的距离,现给A、B一初速度,使A开始沿斜面向下运动,B向上运动,物体A向下运动刚到C点时的速度大小,物体A将弹簧压缩到最短后,物体A又恰好能弹回到C点。已知弹簧的最大弹性势能为6J,重力加速度,不计空气阻力,整个过程中轻绳始终处于伸直状态。则( )
A. 物体A与斜面之间的动摩擦因数
B. 物体A向下运动到C点的过程中,A的重力势能转化为B的重力势能
C. 弹簧的最大压缩量
D. B的质量为2kg
三、实验题(本大题共2小题)
12. 某同学用如图所示的实验装置验证动量定理,所用器材包括:气垫导轨、滑块(上方安装有宽度为d的遮光片)、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。实验步骤如下:
(1)开动气泵,调节气垫导轨,轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________时,可认为气垫导轨水平;
(2)用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块(含遮光片)的质量m2;
(3)用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接,并让细线水平拉动滑块;
(4)令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动,和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间、及遮光片从A运动到B所用的时间t12;
(5)在遮光片随滑块从A运动到B的过程中,如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力,拉力冲量的大小I=________,滑块动量改变量的大小Δp=________;(用题中给出的物理量及重力加速度g表示)
(6)某次测量得到的一组数据为:d=1.000cm,m1=1.5010-2kg,m2=0.400kg,=3.90010-2s,=1.27010-2s,t12=1.50s,取g=9.80m/s2。计算可得I=________N·s,Δp=____kg·m·s-1。(结果均保留3位有效数字)
13. 如图1所示某种风力发电装置,如图2所示为简化原理图,两线圈与磁铁共轴,薄膜以原点O建立竖直向上x轴,线圈与磁铁相距均为,当风力作用时薄膜带动磁铁在竖直方向上下振动时,振动的最高点与最低点到O的距离均为A。已知线圈的匝数为n、横截面积为S;磁铁中轴线上各点磁感应强度B的大小与该点到磁铁中心距离x的关系如图3所示,图中、、为已知量,忽略线圈的长度,线圈内各处磁感应强度的竖直分量近似等于线圈中心位置的磁感应强度大小。负载电阻R的e端与上线圈的a端连接,f端与下线圈的某端连接,使两线圈作为电源处于串联状态。不计线圈电阻和自感互感的影响,重力加速度为g。
(1)上线圈的b端应与下线圈的哪一端连接?(选“c端”或“d端”)
(2)若磁铁从O点向上运动到最高处所用的时间为,则向上运动过程中上线圈产生的平均电动势多大?
(3)在磁铁从O点向上运动到最高处的过程中,求通过电阻R的电荷量;
(4)图3中随磁感应强度B的变化关系式为(其中k为未知常数),当磁铁以速率经平衡位置向上运动时,求此时负载电阻R的电功率。(若a远大于b则可认为)
四、解答题(本大题共3小题)
14. 一跳伞运动员进行跳伞训练,运动员及其装备总质量为m,t=0时刻从悬停在水平地面上方的直升机上跳下,由静止开始竖直下落,t=4s时刻开启降落伞,开启降落伞前后阻力f的大小随时间t变化的图像如图所示,运动员速度减为零时恰好到达地面。取,运动员及其装备可视为质点。求:
(1)运动员从飞机上跳下到落地的总时间;
(2)直升机距离地面的高度。
15. 2024年7月31日,中国选手邓雅文在巴黎奥运会女子自由式小轮车公园赛决赛中夺得冠军。如图所示,某次翻越“山脊”过程中,自由式小轮车运动员以v0=10m/s的速度从“山脊”左侧A点飞出,飞出时速度与水平方向夹角为θ=53°,运动到最高点后落在“山脊”右侧B点。已知A、B两点间的高度差为h=1.8m,自由式小轮车及运动员可视为质点,取重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,空气阻力不计,求:
(1)运动员运动到最高点时的速度大小;
(2)运动员从A点运动到B点的时间。
16. 如图所示,半径为r且光滑绝缘的四分之一圆弧细杆AB,在竖直平面内被固定在天花板上,A是最高点,最低点B的切线水平,B点与水平地面的高度差为r;一质量为m带电量为的小球(视为质点)套在细杆上,从A点由静止开始在水平向左的匀强电场力的作用下沿着杆向下运动,最后落到地面的C点(图中未画出),匀强电场的强度为,离开B点后不再受到电场力的作用,重力加速度为g,求:
(1)小球刚到达B点时,细杆对小球的弹力;
(2)A、C两点间的距离。
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